Solární kolektory pro vytápění domácností a jejich vlastnosti

Pro přeměnu sluneční energie na teplo se používá speciální zařízení zvané sluneční kolektor.Existuje několik druhů jednotek v závislosti na typu chladicí kapaliny a na konstrukčních prvcích.Budeme hovořit o výhodách a nevýhodách takových zařízení, o vlastnostech jejich práce a výběru.A také popište technologii výroby kolektorů pro vlastní potřebu.

Obsah

Výhody a nevýhody solárních kolektorů v topném systému

Obecnými výhodami solárních systémů je možnost autonomního zásobování teplou vodou a vytápění domácností.Životnost konstrukce je přibližně 30 let a veškeré náklady na nákup a instalaci se vyplatí nejdéle po 5 letech.Nezávislost na dostupnosti elektřiny a úspora nákladů na energii jsou další výhody.Během provozu systému nedochází k žádnému odpadu ani znečištění.Snadno se integruje do topného okruhu domu a lze jej použít k vytápění skleníků, bazénů a technických místností.Systém lze optimalizovat pro vaše vlastní potřeby.

Poznámka!Účinnost sluneční soustavy dosahuje 95%.

Plochý solární kolektor pro vytápění domu má následující výhody:

  1. Jednotka má vysoký výkon za dostupnou cenu.Toto tvrzení však platí pouze pro oblasti teplé jižního.
  2. Zařízenínezávisle na sněhu.
  3. Při provozu v letní sezóně je účinnost co nejvyšší.
  4. Podobné jednotky jiné konstrukce jsou mnohem dražší.

Nevýhody zařízení zahrnují následující:

  • V důsledku konstrukce převodníku je většina tepelné energie ztracena.
  • Během provozu mimo sezónu (podzim, jaro) je účinnost jednotky nízká.
  • Hotové konstrukce se velmi obtížně přepravují a instalují.
  • Plochý design velkého prostoru má velké zatížení, což zvyšuje riziko poškození během provozu.
  • Opravy jsou velmi obtížné.Kromě toho budou vyžadovány značné fyzické náklady.

Budeme samostatně diskutovat o výhodách vakuových solárních kolektorů.

Mezi jejich výhody patří následující:

  1. Pokud vyhodnotíme výkon a náklady těchto jednotek při provozu v mírných a chladných oblastech, pak nejsou stejné.
  2. Ve srovnání s analogy se vyznačují malými tepelnými ztrátami.
  3. Kolektory mohou být provozovány při okolních teplotách pod nulou.
  4. Zařízení může generovat tepelnou energii i za oblačného počasí, ráno a večer, kdy přímé sluneční světlo nespadá na povrch.
  5. Konstrukce je snadno přepravitelná a namontovatelná.
  6. Spolehlivost a trvanlivost.
  7. ​​

Nevýhody vakuových kolektorů zahrnují jejich vysoké náklady a přísné požadavky na umístění struktury v prostoru vzhledem k zemskému povrchu.V některých případech musíte na nákup celé sluneční soustavy alokovat přibližně 10 tisíc dolarů.

Důležité!Společnou nevýhodou všech kolektorů je, že efektivita práce závisí na klimatických vlastnostech, tvaru střechy, krajině a délce denních hodin.Návratnost návrhu je spojena se všemi těmito ukazateli.

Odrůdy solárních kolektorů a pracovní vlastnosti

Podle jejich konstrukčních vlastností jsou termální solární kolektory:

  • Byt.Jednotka je vytvořena jako obdélníkový plochý box.Krabice je vyrobena z odolného materiálu a působí jako tělo.Uvnitř je položena izolace s deskou, která pohlcuje teplo.Ve výklencích izolace jsou položeny měděné trubky, podél kterých cirkuluje chladivo.Na vnější straně je plášť uzavřen absorpčním pláštěm a sklem.
  • Vakuový solární kolektor má ve své konstrukci množství vakuových trubic.Do pouzdra je zabudován výměník tepla s chladicí kapalinou.Zde je energie z vnitřního obvodu z trubek přenášena na vnější obvod pomocí tepelného nosiče.

Podle typu chladicí kapaliny jsou kolektory vzduch a voda.Provoz vzduchové jednotky je založen na principu „skleníkového“ efektu.Solární energie je zcela absorbována speciální vrstvou.Přijímač tepla ohřívá vzduch uvnitř.Vytápěné proudy vzduchu jsou do domu dodávány pomocí ventilátoru nebo pomocí principů přirozené konvekce.

V závislosti na specifikách používání chladicí kapaliny se rozlišují následující kolektory:

  1. Pasivní jednotky se používají vkomplex se zásobníkem.Zajišťují potřeby horké vody.Není třeba instalovat bezpečnostní systém a oběhové čerpadlo.
  2. Kromě kolektoru jsou aktivní modely vybaveny pojistnými ventily, zásobní nádrží, čerpadlem a zařízeními pro ohřev chladicí kapaliny.Pro vytápění domu a ohřev teplé vody se používají aktivní solární systémy.

Metodou přenosu tepelné energie jsou agregáty nepřímého a přímého typu.První odrůda je vybavena skladovací nádrží.Zde se tepelná energie z vnějšího okruhu přenáší do vnitřního prostoru, což zajišťuje potřebu vytápění a horké vody.

Princip kolektoru v zimě

Vakuové solární kolektory se používají ve vytápěcích systémech soukromých domů.Skládá se ze skleněné izolační trubice, tepelné měděné trubice, absorpční vrstvy a hliníkových těsnění mezi trubkami, izolačního vakuového krytu.

V zimě funguje systém takto:

  • ve vnitřním okruhu se vlivem sluneční energie odpařuje a kondenzuje v tepelném výměníku kolektoru.Zde přenáší tepelnou energii do nosiče vnějšího obvodu a stéká dolů.Poté se proces opakuje znovu.
  • Chladivo z vnějšího okruhu vstupuje do akumulační nádrže.Zde je teplo přenášeno na kapalinu v systému přívodu a topení horké vody.
  • Ve vnějším okruhu je instalováno oběhové čerpadlo pro pohyb nosiče tepla.Také, aby systém pracoval v automatickém režimu, jsou namontovány ovládací prvky, senzory a ovladače.

Důležité!Pro práci v zimním období jsou nainstalována duplikovaná zařízení, například další topné systémy pro tepelný nosič pracující na plyn, elektřinu nebo biopalivo.TEN jsou někdy zabudovány do zásobní nádrže.

Pravidla pro výběr jednotky

Při výběru správného modelu je důležité vypočítat sluneční kolektor pro vytápění.

Rovněž stojí za to věnovat pozornost těmto parametrům:

  1. Ploché modely jsou nejodolnější, ale nepohodlné k opravě.V případě poruchy musí být celý adsorpční systém změněn.Ploché jednotky umožňují ohřívat chladicí kapalinu na teplotu, která je o 20-40 ° C vyšší než okolní podmínky.
  2. Vakuové odrůdy jsou citlivé na vnější vlivy.Křehké duté trubky se snadno poškodí.Výměna jedné zkumavky však není obtížná.Tyto modely pracují v zimě mnohem efektivněji než jednotky plochého typu.
  3. Anténasběratelé mají jednoduchý design a jejich použití je nenáročné.Jsou odolné a dobře snášejí nízké teploty, ale hřejí dům ještě horší.
  4. Při výběru vakuové jednotky zvažte průměr zkumavek.Čím větší je délka a průměr trubky, tím lepší je přeměněna sluneční energie.Nejlepší volbou jsou baňky dlouhé 200 cm a průměru 60 mm s vnitřní rovnou vložkou nebo vložkou ve tvaru U.
  5. Při výběru modelů s kapalinou pro přenos tepla zvažte účinnost skladování tepla v chladném období a během krátkých denních hodin.
  6. Při instalaci kolektorů nezapomeňte vzít v úvahu únosnost střechy.V některých případech je třeba rám ještě více posílit.

Doporučení!Solární systémy jsou nejlépe namontovány na jižním svahu střechy.Odchylka by neměla přesáhnout 30 ° C a montážní úhel by se měl rovnat zeměpisné šířce terénu.

Schémata zapojení pro převodníky

Existuje několik schémat pro připojení sluneční soustavy v závislosti najejich místo určení:

  • Teplá voda pro léto od sběratele.Okruh zajišťuje přirozenou cirkulaci vody, ale pro zvýšení účinnosti lze instalovat čerpadlo.Nádrž je namontována ve výšce 80 - 100 cm od nádrže pro shromažďování vody.Kolektor s nádrží je propojen trubkami o průměru ¾ palce.Stěny nádrže jsou izolovány minerální vlnou o tloušťce 10 cm a vrstvou polyethylenu.V zimě je ze systému vypouštěna voda.
  • Celoroční využití sluneční soustavy pro ohřev vody.Chránit před zamrznutímokruh používá nemrznoucí směs, je také namontován nepřímý topný kotel.Nemrznoucí směs zahřátá v kolektoru prochází cívkou kotle a ohřívá v ní vodu.Systém je vybaven bezpečnostní skupinou a expanzní nádrží a je také potřeba oběhové čerpadlo.
  • Vytápění ze sluneční soustavy.V tomto případě budete také potřebovat nepřímý topný kotel.Pro další ohřev chladicí kapaliny se používá plynový nebo tuhá paliva.Na podzim a na jaře lze kotel vypnout.Pro efektivní vytápění domu by plocha solárního kolektoru měla být 40-50% plochy konstrukce.
  • Vytápění a horká voda ze sluneční soustavy.Pro vodu potřebujete speciální kotel se samostatnou nádrží a cívkou pro cirkulaci chladicí kapaliny.Kotel je navíc k kotli připojen plynovým, elektrickým nebo pevným palivem.

Jak si vyrobit vlastní kolektor

Pojďme zjistit, jak vyrobit vzduchový solární kolektor pro vytápění domu našimi vlastními rukama.Nejjednodušší je vyrobit plochý model s kapalnou chladicí kapalinou.Skříň zařízení může být sestavena z kovu nebo dřeva.Rozměry pouzdra závisí na místě instalace a účelu designu.

Vnitřek krytu je chráněn tepelně izolačním materiálem.Nahoře je položena měděná trubice ve tvaru cívky.Pro zvýšení účinnosti se pod trubici umístí fóliová vrstva.Tím se ochrání před tepelnými ztrátami ve spodní části konstrukce a zvýší se teplota uvnitř pouzdra.

Na vnější straně je případ uzavřensklo.Všechny otvory a štěrbiny jsou pečlivě utěsněny.Na vstupu a výstupu vinutých trubek jsou nainstalovány trysky pro připojení přívodního a zpětného potrubí.Parní místnosti jsou napojeny na vodovodní systém bazénu nebo na venkovní sprchu.